有关FreeBSD的几点误区

虽然绝大多数人都知道FreeBSD的优势在于稳定性高，网络性能好，但对于FreeBSD其他的一些技术特性，在认识上仍然存在着一些偏差。
1.FreeBSD不具备日志文件系统，因此不适合用作高要求的应用目的
首先需要指出的是，日志文件系统最早也是在BSD上开发的，称为LFS。在FreeBSD中本来是支持它的，但后来由于版本升级的原因，它的代码由于缺乏维护而被暂时抛弃，至今还可以在FreeBSD的源代码中可以找到LFS的一些遗迹。目前，LFS还存在于NetBSD中继续开发，如果有特别的需求，它完全可以再回到FreeBSD系统中。
然而，FreeBSD开发者没有急于将LFS移植回FreeBSD是有道理的，因为FreeBSD系统中已经增加了一些新的特性，足以提供LFS能提供的最重要的特性。为了解释FreeBSD的这些特性的本质，我们需要讨论一下文件系统。
由于文件系统的读写性能对于整个系统的性能来讲，是一个非常重要的指标，因此系统设计者就设法尽可能的提高文件系统的性能。这样，人们就设计了磁盘访问缓冲来达到这个目的，这样，使用缓冲的读写方法就称为异步（async）访问方法，相应的不采用缓冲的磁盘读写方法就称为同步（sync）访问方法。
显然，异步方法具有更高的读写性能，但是一旦发生故障的时候，由于有很多数据还保存在缓冲区中，就导致这一部分数据丢失。然而，如果是简单的部分数据丢失倒还罢了，但是某些重要的数据丢失，就导致整个文件系统遭到破坏。为什么会发生这样的情况呢？
因为，在文件系统中，有两种不同的数据，一种为简单的文件内容数据，这些数据丢失仅仅导致某个文件出现错误数据，不会影响其他文件的内容。另一种数据则比较重要，例如文件系统本身的I节点或者目录数据，假如I节点的数据块出现错误，就会导致大量文件丢失，甚至导致文件系统整个受到破坏。这些对文件系统完整性非常重要的数据被称为元数据（metadata）。
对于普通的文件系统来讲，并不能在缓冲区中区分出普通数据和元数据，这样就会发生普通数据的更新比它对应的元数据更新的时间要早，这样一旦发生故障，文件系统的破坏是不可避免的。对于日志文件系统来讲，由于日志是顺序发生的，因而缓冲区向磁盘写的顺序也是顺序的，这样，元数据的更新总是顺序的在数据更新之前被保存，这样就使得即使发生故障，元数据也不会发生特别严重的错误，某些元数据的错误只能导致部分文件丢失，而不会影响整个文件系统。
由于日志文件系统的这个顺序特性，使得系统不会因为故障出现严重的错误，而且在出现错误时，还具备更短的文件系统修复时间（fsck），系统修复时间对于存储量非常大的文件系统非常重要。这样一旦出现错误，系统重新启动并恢复提供服务的时间也很短暂。
对于FreeBSD系统来讲，则沿着另一个类似的方式来解决这个问题。由于FreeBSD更关心系统的稳定性、可靠性，FreeBSD系统并不推荐使用异步的方法来访问磁盘，但是这样磁盘性能就比较差。为了解决这个问题，FreeBSD改善了文件系统，将普通数据和元数据分开，这样就可以对普通数据进行缓冲，而对元数据不进行缓冲，这样的方法就可以大大改善文件系统性能，并且对文件系统的安全性也没有太大的影响。
然而即使如此，文件系统的性能比起全部异步的方法还有一些差距，如何达到全部异步访问的目的呢？FreeBSD研究者提出了softupdate的方法，softupdate的主要目的是将元数据的改变按照它们之间的依赖关系，元数据对普通数据的依赖关系进行重新排序，保证元数据的更新按照安全的数据顺序更新，这样即使出现故障，也如同日志文件系统类似，只会出现最终改变的一些文件错误或丢失，而不会出现严重错误。
从这个本质角度出发，softupdate其实是和日志文件系统用来解决同一类问题的两种不同方法，只不过日志文件系统是使用日志的方法来解决依赖关系的顺序问题，而softupdate则需要重新排序元数据，softupdate功能上非常类似于元数据日志文件系统。有了softupdate，系统就可以全面支持异步的磁盘读写，提供更好的文件系统性能。
此外，FreeBSD目前还提供了诸如后台磁盘检查，就是说可以在后台执行磁盘检查，而不影响前台执行磁盘访问，这样就使得系统出现故障时更短的时间恢复正常服务。目前FreeBSD系统甚至可以提供包括快照（snapshot）在内的高级文件系统功能。
因此，虽然FreeBSD 下目前没有日志文件系统，但事实上已经提供了类似日志文件系统的功能，因此完全可以满足不同的高端需求。
2. FreeBSD的磁盘读写性能差，不适合大量存储数据的情况
很多来自网上的文章都告诉读者，FreeBSD虽然在其他方面具备一定的优势，但磁盘读写速度差，特别是在使用IDE磁盘的时候。
如果把这个观点放在FreeBSD 2.2.x之前，也许还有些道理，那个时候FreeBSD为了保证文件系统的安全性，是使用同步的方法访问磁盘，显然要比linux等以异步的方法访问磁盘要慢的多。但在FreeBSD 3.x之后，系统已经全面支持softupdate，那么性能的改善就可想而知了。
当然，为了保证数据安全，FreeBSD缺省还关闭一些硬件的性能选项，例如IDE磁盘通常有一个内部的缓冲区，具备在磁盘设备本身对数据进行缓冲的功能，原则上，这个功能是非常危险的，因为它在磁盘内部实现，系统无法告诉它那些数据是元数据，不能缓冲或者必须顺序写入等等，有些高端磁盘通常具备电池，保证磁盘内部的缓冲能在突然掉电的情况下写回磁盘，但普通的磁盘显然没有这个能力。因此，FreeBSD实际上缺省是关闭这样的功能的，并不推荐使用，但是，如果是追求性能的话，打开这些功能也是可以的，只不过就要冒丢失数据的风险了。
很多FreeBSD用户还注意到，安装FreeBSD的时候，磁盘读写性能的确比较慢，尤其是在安装Ports Collection部分的时候。这是因为目前FreeBSD的安装系统还没有立即支持softupdate，没有充分发挥这个性能优势，对于Ports Collection这个包含大量小文件，需要巨大数量的I节点元数据改变的磁盘访问需要，速度慢一些是正常的。未来的安装系统将缺省支持softupdate，安装速度会得到改善。
安装系统的磁盘访问慢还有一个更深层次的原因，就是安装系统的打包方式与普通方式不同，例如一个多级子目录aa/bb/cc/dd，普通的打包数据方法是先打包aa，接着是aa/bb，aa/bb/cc，最后是aa/bb/cc/dd，这样在解开的时候就顺序进行，但安装系统的打包方式却与此相反，那么，这样再解开的时候就需要额外的处理，子目录层次越多，需要的额外磁盘访问就越多。FreeBSD系统采用这种打包方法，主要是确保升级时的文件展开的正确性，虽然使用正常的打包顺序在绝大多数情况下也不会有问题。
即便如此，在最新一次FreeBSD和Linux的对比测试中（FreeBSD 4.3对Linux 2.4.10），使用同样的硬件并进行优化之后，FreeBSD在提供静态HTML方面要比Linux差几个百分点，而在提供动态CGI方面要比Linux高几个百分点。原则上，这就表明在磁盘I/O方面，FreeBSD还是有几个百分点的差距。对于这一点，首先需要指出的是，FreeBSD的softupdate异步方式，和Linux的ext2fs的普通异步方式是不同的，所实现的功能差异很大。
第二点，我想这个对比测试也展示了FreeBSD和Linux在内存管理方面的策略上的差异。
众所周知，FreeBSD和Linux都是采用的将虚拟内存页面和磁盘缓冲区统一管理的方式，根据需要，将物理内存动态的分配给磁盘缓冲或者用作虚拟内存页面。这样的统一管理方式，就使得系统可以使用不同的分配策略，是缓冲优先，还是虚拟内存优先？显然，FreeBSD要倾向于后者，这就使得Linux在内存足够大，需要缓冲的磁盘内容相对小的时候，文件系统的访问性能会比较好。而FreeBSD在进程数量较多的重负载情况下，仍然会高效的提供服务。这个也就能够解释一个朋友曾经给我的一个他自己使用apache的类似测试结果，在他的测试中，Linux在重负载的条件下很容易达到100%的处理器占用，而FreeBSD虽然略有百分之几的差距，但是处理器占用却一直位于50%以下。我的这位朋友希望我能告诉他如何挤压出处理器的的剩余处理能力，达到更高的性能，但我得说，这就涉及到内存管理的细节了，要做到这一点并不简单。事实上，保留一定的处理器空余，能够使得系统进程切换更平滑，服务更稳定，要知道，性能并不是唯一的因素。
以我的看法，除了测试在缓冲区中能找到数据的情况，也要测试不能找到数据的情况，才更符合真实的服务世界，正常的磁盘访问测试通常包括顺序读、顺序写、随机读、随机写等多种情况。例如可以使用数千个随机选择的URL，而不是一个固定的URL来执行随机读测试，或许结果就会有所不同的吧！
3.由于wind river已经解聘了一些制作FreeBSD发行的员工，因此FreeBSD前景不妙
就在最近，原本制作FreeBSD正式发行版本的wind river将他们负责制作FreeBSD发行光盘的员工解聘，并且声明未来不再负责FreeBSD的光盘发行和技术支持。因此，一些朋友和我聊天的时候，就笑谈FreeBSD前景不妙。
如果仅仅是看这一件事情，或许可以得到这样的结论，但是如果我们注意到wind river与FreeBSD的关系，以及他们其实是刚刚购买了BSDI的这种情况，可能结论就不是这样简单了。
然而，wind river放弃FreeBSD的意义和某个linux公司放弃linux的意义显然是截然不同的。因为FreeBSD一直是以一种出版业务的形式在cdrom出现的，而不象Linux公司，以Linux操作系统本身作为主营业务。即使是BSDI购买了cdrom，BSDI也只是将FreeBSD作为他们的BSD/OS的商业补充，也可能他们有将FreeBSD作为他们的主营业务的愿望，但是他们本身还拥有BSD/OS，并且他们购买cdrom的时候，IT行业已经风光不再，因此，FreeBSD对于BSDI，仍然是作为出版业务而主要存在。
因此，与其作为一个非主营业务存在于IT公司，还不如回到其本身的情况，由一家以出版、媒体为主的公司来负责FreeBSD光盘的出版和制作，这样必然可以减少出版发行光盘的成本，即使从商业上考虑，想BSDI、wind river是无法从FreeBSD光盘制作和发行方面盈利的，但一家专业出版发行公司则完全不同。当前，daemonnews，一个以BSD Unix为主要对象的媒体公司承担了这个任务。
因此，wind river放弃FreeBSD与否，与FreeBSD本身的发展并没有太大的关系，FreeBSD不是依靠商业方式发展的，而是依赖其本身的实力得到认可的一个系统，未来也将继续这样发展下去。也许受影响的只是那几个离开wind river的员工，然而，以他们的资历，即使在如此不景气的今天，再找一份工作也不是困难的事情。